(57)【要約】【課題】小型化でき、安価で安定して所定量のトナーを供給することができるとともにトナー残量を検出できるトナー供給装置を提供する。【解決手段】排出スクリュー１１０を回転させ、予め記憶されている排出スクリュー１１０の回転数と、その回転数で排出されるトナー量との関係に基づいて、ホッパ１０８から現像装置２００に供給されるトナーの補給累積値Ａを求め、ホッパ１０８内のトナーが満杯時から補給累積値Ａを減算した残量が所定の量になったことに応じて、予め記憶されている搬送スクリュー１０３の回転数と、その回転数で供給されるトナー量との関係に基づいて、トナー容器１０１からホッパ１０８に供給されるトナーの補給累積値Ｂを求め、トナー容器１０１が満杯時におけるトナーの総量からトナーの補給累積値Ｂを減算した量が所定の量になるとトナー残量が少ないことを表示する。【選択図】図１
2007114429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを現像装置に供給するトナー供給装置であって、
前記トナーを収納するトナー容器と、
前記トナー容器内に設けられ、回転することで前記トナーを前記現像装置に供給するトナー排出手段と、
前記トナー排出手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の回転数と、その回転数によって供給される供給トナー量との関係とを予め記憶する記憶手段と、
前記駆動手段が回転した回転数に基づいて、前記記憶手段に記憶されている関係に応じて、前記現像装置に供給するトナー量を制御する制御手段とを備える、トナー供給装置。
【請求項２】
前記現像装置は、前記駆動手段によって駆動されることで前記トナーを前記現像装置に供給するトナー搬送手段を含むホッパを含み、
前記制御手段は、前記ホッパ内のトナー量と、前記ホッパから前記現像装置に供給したトナー量とに基づいて前記ホッパ内のトナー量を判別し、そのトナー量が所定値以下であれば、前記駆動手段が回転した回転数に基づいて、前記記憶手段に記憶されている関係に応じて、前記ホッパに供給するトナー量を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置には、内部のトナー量が所定量であるかを検出するトナー量検出センサが設けられていて、
前記制御手段は、前記トナー量検出センサによって前記現像装置内のトナー量が前記所定量以下であることが検出されたことに応じて、前記現像装置に供給するトナー量を制御する、請求項１または２に記載のトナー供給装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記トナー容器内のトナー量と、前記トナー容器から前記ホッパに供給したトナー量とに基づいて、前記トナー容器内のトナー量を判別し、前記トナー容器の交換が必要であるかを判別する、請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は判別した前記トナー容器内のトナー量に応じて、前記トナー搬送手段の回転数を変化させる、請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はトナー供給装置に関し、用紙に画像を形成する複写機やファクシミリやプリンタなどにトナーを供給するトナー供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来のトナー供給装置のトナー補給部の断面図であり、特開２０００−２６７４１９号公報に記載されているものである。図４において、トナー補給部１は、トナー容器１０１からホッパ１０８にトナーを供給するものである。トナー容器１０１は、トナーを開口１０２からホッパ１０８に排出するための搬送スクリュー１０３を内挿している。搬送スクリュー１０３は、軸１０４と、ギヤ１１９，ワンウェイクラッチ１２２，ギア１２６とを介してモータ１２０によって回転駆動される。
【０００３】
搬送スクリュー１０３が回転すると、トナーは開口１０２からホッパ１０８に排出される。ホッパ１０８は、トナーを攪拌搬送する攪拌搬送部材１０９と、排出スクリュー１１０とを備えており、攪拌搬送部材１０９と排出スクリュー１１０は、ギヤ１１１，１１２，１２１，ワンウェイクラッチ１２７，ギア１２６を介してモータ１２０によって回転駆動される。トナーは開口１１５から現像装置２０４へ排出される。
【０００４】
ギヤ１１９はワンウェイクラッチ１２２を介して軸１０４に繋がっており、ギア１２１はワンウェイクラッチ１２７を介して排出スクリュー１１０に繋がっている。ワンウェイクラッチ１２２，１２７の駆動伝達は、搬送スクリュー１０３と排出スクリュー１１０とが同時に回転しないように設定されている。このため、モータ１２０の回転方向によって搬送スクリュー１０３と排出スクリュー１１０ヘの駆動を切換えることが可能となる。
【０００５】
これにより、モータ１２０が単一でありながら、モータ１２０の回転方向によって搬送スクリュー１０３または排出スクリュー１１０への駆動伝達を遮断／接続することができ、トナー容器１０１からホッパ１０８へのトナー供給のみ、またはホッパ１０８から現像装置２０４へのトナー供給のみというトナーの移動をそれぞれ独立に行うことが可能になる。
【特許文献１】特開２０００−２６７４１９号公報（段落番号００３１〜００３７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたトナー補給部１において、ホッパ１０８には、図示しないがトナー残量検知センサが設けられており、このトナー残量検知センサの検知出力に基づいて、トナー補給要求の信号があると、トナー容器１０１からホッパ１０８へトナーを供給するように決定される。トナー残量センサとして圧電センサが用いられるが、コスト的に高くなり、取付ける場所も必要になってくる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、小型化でき、安価で安定してトナーを供給することができるとともに、トナー残量を検出できるトナー供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、トナーを現像装置に供給するトナー供給装置であって、トナーを収納するトナー容器と、トナー容器内に設けられ、回転することでトナーを現像装置に供給するトナー排出手段と、トナー排出手段を駆動する駆動手段と、駆動手段の回転数と、その回転数によって供給される供給トナー量との関係とを予め記憶する記憶手段と、駆動手段が回転した回転数に基づいて、記憶手段に記憶されている関係に応じて、現像装置に供給するトナー量を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
好ましくは、現像装置は、駆動手段によって駆動されることでトナーを現像装置に供給するトナー搬送手段を含むホッパを含み、制御手段は、ホッパ内のトナー量と、ホッパから現像装置に供給したトナー量とに基づいてホッパ内のトナー量を判別し、そのトナー量が所定値以下であれば、駆動手段が回転した回転数に基づいて、記憶手段に記憶されている関係に応じて、ホッパに供給するトナー量を制御する。
【００１０】
好ましくは、現像装置には、内部のトナー量が所定量であるかを検出するトナー量検出センサが設けられていて、制御手段は、トナー量検出センサによって現像装置内のトナー量が所定量以下であることが検出されたことに応じて、現像装置に供給するトナー量を制御する。
【００１１】
好ましくは、制御手段は、トナー容器内のトナー量と、トナー容器からホッパに供給したトナー量とに基づいて、トナー容器内のトナー量を判別し、トナー容器の交換が必要であるかを判別する。
【００１２】
好ましくは、ナー容器内のトナー量に応じて、トナー搬送手段の回転数を変化させる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、この発明によれば、トナー容器内に設けられ、回転することでトナーを現像装置に供給するトナー排出手段を駆動手段によって駆動し、駆動手段の回転数と、その回転数で供給される供給トナー量との関係とを予め記憶しておき、駆動手段が回転した回転数に基づいて、記憶されている関係に応じて、現像装置に供給するトナー量を制御することにより、個別のセンサなどを設ける必要がなくなり、センサの取付けスペースを省略できるので、小型化でき、安価で安定してトナーを供給することができるとともに、トナーの残量を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、この発明の一実施形態におけるトナー供給装置のブロック図である。図１において、制御手段としての制御部１１にはトナーコントロールセンサ１２と、駆動手段としてのステッピングモータ１３と、記憶手段としてのメモリ１４とが接続されている。制御部１１は、トナーコントロールセンサ１２の検出出力に応じて、ステッピングモータ１３を駆動して、後述の図２に示すトナー容器１０１からホッパ１０８へあるいはホッパ１０８から現像装置２００にトナーを補給するために回転駆動し、トナー容器１０１内のトナーが残り少なくなると、それを報知手段としての表示部１５に表示する。表示に代えて音声で報知するようにしてもよい。
【００１５】
図２はこの発明の一実施形態のトナー供給装置におけるトナー補給部を示す図である。図２において、トナー補給部１０は、図４に示したトナー補給部１と同様にして構成されたトナー容器１０１を含む。トナー容器１０１は、開口１０２と、トナー搬送手段としての搬送スクリュー１０３と、軸１０４とを含み、ホッパ１０８は、攪拌搬送部材１０９と、トナー排出手段としての排出スクリュー１１０と、開口１１５とを含む。トナー容器１０１の軸１０４はギヤ１１９に連結され、ワンウェイクラッチ１２２を介して駆動手段としてのステッピングモータ１３からギヤ１２６，１１９を介して回転駆動力が与えられる。
【００１６】
攪拌搬送部材１０９はギヤ１１１に連結され、トナー排出手段としての排出スクリュー１１０はギヤ１１２に連結されている。攪拌搬送部材１０９と排出スクリュー１１０には、ステッピングモータ１３の駆動力がギヤ１２６，１２１，ワンウェイクラッチ１２７，ギヤ１１２，１１１を介して回転駆動力が与えられる。
【００１７】
ワンウェイクラッチ１２２は、ステッピングモータ１３が一方方向に回転すると、ギア１１９に回転力を伝達するが、他方方向に回転するとギア１１９に回転力を伝達しない。逆に、ワンウェイクラッチ１２７は、ステッピングモータ１３が他方方向に回転するとギア１２１に回転力を伝達するが、一方方向に回転するとギア１２１回転力を伝達しない。
【００１８】
ステッピングモータ１３が他方方向に回転すると、ギヤ１２６，１２１，ワンウェイクラッチ１２７を介して排出スクリュー１１０が回転して、ホッパ１０８から現像装置２００にトナーが供給される。しかし、ワンウェイクラッチ１２２はステッピングモータ１３の他方方向の回転力を伝達しないので、搬送スクリュー１０３は回転せず、トナー容器１０１からホッパ１０８へのトナーの供給は行われない。
【００１９】
ステッピングモータ１３が一方方向に回転すると、ギヤ１２６，１１９からワンウェイクラッチ１２２を介して搬送スクリュー１０３が回転駆動されて、トナー容器１０１からホッパ１０８へのトナーの供給が行われる。しかし、ワンウェイクラッチ１２７はステッピングモータ１３の一方方向の回転力を伝達しないので、排出スクリュー１１０は回転せず、ホッパ１０８から現像装置２００へのトナー供給は行われない。
【００２０】
なお、搬送スクリュー１０３の回転数と、その回転数で搬送されるトナー量との関係および排出スクリュー１１０の回転数と、その回転数で排出されるトナー量との関係は、図１に示したメモリ１４に予め記憶されている。
【００２１】
現像装置２００はトナーを用いて像担持体に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成するものであり、現像装置２００には、内部のトナーの残量が所定量以上であるかを検知するために、例えば磁気センサで構成されたトナー量検出センサとしてのトナーコントロールセンサ１２が設けられている。
【００２２】
図３は、この発明の一実施形態のトナー供給装置におけるトナーを補給する動作を示すフローチャートである。まず、ホッパ１０８から現像装置２００にトナーを供給する動作について説明する。ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、トナーコントロールセンサ１２の検出出力を確認し、ステップＳＰ２においてトナーを現像装置２００に補給すべきレベルを検知したか否かを判別する。現像装置２００内にトナーが所定量供給されているときのトナーコントロールセンサ１２の出力電圧が５Ｖであるとすると、例えば２Ｖになるとトナーを補給すべきレベルであると判断する。そして、ステップＳＰ３において、制御部１１はステッピングモータ１３を他方方向に回転するように駆動する。
【００２３】
ステッピングモータ１３は、例えば１回の駆動で４８個のパルスが入力されると、４８ステップで１回転するものとする。したがって、ステッピングモータ１３が１ステップで回転する角度は７．５度になり、１ステップ回転するごとに排出スクリュー１１０から例えば０．１ｇのトナーをホッパ１０８の開口１１５から現像装置２００に供給できることが予め測定されている。ステップＳＰ４において、１回転の間に例えば４８ステップ数をステッピングモータ１３が駆動したか否かを判別する。
【００２４】
制御部１１はステッピングモータ１３に出力するパルス数をカウントし、規定ステップ数を駆動していなければステップＳＰ３に戻り、４８−カウント数＝０になるまで、ステッピングモータ１３を引き続き駆動する。ステッピングモータ１３が他方方向に回転するように駆動されると、ギヤ１２６，１２１からワンウェイクラッチ１２７を介して回転力がホッパ１０８内の排出スクリュー１１０伝えられるので、ホッパ１０８内のトナーが開口１１５から現像装置２００に供給される。このとき、ギヤ１１１を介して搬送部材１０９が回転駆動されてトナーが攪拌される。
【００２５】
ステッピングモータ１３を規定ステップ数だけ駆動すると、ステップＳＰ５において、ホッパ１０８からの補給累積値Ａを算出してメモリ１４に記憶する。駆動ステップ数は、４８ステップ×駆動回数Ｎで求められ、この駆動ステップ数に基づいて、ホッパ１０８から現像装置２００へのトナーの補給累積値を算出する。
【００２６】
すなわち、トナー補給累積値は、排出スクリュー１１０の回転数と排出されるトナー量との関係がメモリ１４に記憶されているので、排出スクリュー１１０が１ステップ回転するごとに０．１ｇのトナーをホッパ１０８から現像装置２００に供給できるものとすると、トナー補給累積値は４８ステップ×駆動回数Ｎ×０．１ｇにより算出できる。算出したホッパ１０８からのトナー補給累積値Ａはメモリ１４に記憶される。
【００２７】
次に、トナー容器１０１からホッパ１０８にトナーを供給する動作について説明する。まず、ステップＳＰ６において、ホッパ１０８にどれだけトナーが残っているかを示すホッパ残量検知レベルになっているか否かを判別する。ホッパ１０８には、満杯時に例えば１００ｇのトナーが収納されているものとする。１００ｇからメモリ１４に記憶されているホッパ１０８からの補給累積値Ａを減算した値が例えば２０ｇ以下になると、ホッパ１０８の残量検知レベルであり、これ以下になるとトナーの補給が必要であると判断する。この処理により、ホッパ１０８に残量センサを設けることなく、ホッパ１０８にトナーを補給する必要があるか否かを判別できる。
【００２８】
ホッパ１０８にトナーを補給する必要があると判断すると、ステップＳＰ７において、動作中のジョブを一時停止させ、ステップＳＰ８において、ステッピングモータ１３を他方方向に駆動することで、トナー容器１０１からホッパ１０８へトナー供給が行われる。すなわち、ステッピングモータ１３が逆回転することで、ギヤ１２６，１１９，ワンウェイクラッチ１２２を介して、搬送スクリュー１０３に回転力が伝達され、搬送スクリュー１０３が回転することで、トナー容器１０１内のトナーが開口１０２からホッパ１０８に供給される。
【００２９】
ステップＳＰ９において、逆駆動ステップ数に基づいてトナー容器１０１からのトナーの補給累積値Ｂをメモリ１４に記憶する。ステッピングモータ１３が４８ステップで１回転すると、トナー容器１０１内の搬送スクリュー１０３が１ステップごとに、例えば１ｇのトナーを開口１０２からホッパ１０８に供給するものと予めメモリ１４に記憶されている。したがって、トナー容器１０１からホッパ１０８へのトナーの補給累積値Ｂは、４８ステップ×駆動回数Ｍ×１ｇにより算出できる。
【００３０】
ステップＳＰ１０において、トナー容器１０１の交換を検知するレベルになっているか否かを判別する。トナー容器１０１には、満杯時に例えば５００ｇのトナーが収納されているものとする。満杯時の５００ｇのトナー量からメモリ１４に記憶されているトナー容器１０１からの補給累積値Ｂを減算した値が例えば５０ｇ以下になると、トナー容器１０１の残量検知レベルであり、これ以下になるとトナー容器１０１の交換が必要であると判断する。トナー容器１０１の交換が必要でなければ処理を終了し、トナー容器１０１の交換が必要であると判断すると、ステップＳＰ１１において、トナー容器１０１を交換するように表示部１５に表示する。
【００３１】
現像装置２００内のトナー切れはトナーコントロールセンサ１２で検出することもできるが、トナー容器１０１内のトナーが完全になくなった状態で、トナーの残量が少なくなったことを表示すると、利用者は困るので、トナーが完全になくなる前にトナーの残量が少なくなったことを表示部１５に表示することで、利用者が新たなトナー容器を購入するまでトナー切れを起こすことなく現像動作を正常に実行できる。
【００３２】
上述のごとく、この実施形態によれば、ステッピングモータ１３を他方方向に回転させて排出スクリュー１１０によりホッパ１０８から現像装置２００に供給されるトナーの補給累積値Ａを求め、ホッパ１０８内のトナーが満杯時から残量が所定の量になったことに応じて、ステッピングモータ１３を一方方向に回転させてトナー容器１０１からホッパ１０８に供給されるトナーの補給累積値Ｂを求め、トナー容器１０１が満杯時におけるトナーの総量からトナーの補給累積値Ｂを減算した量が所定の量になるとトナー容器１０１のトナーが残り少なくなったことを表示する。したがって、トナー容器１０１やホッパ１０８に、専用のトナー残量検知センサなどを設ける必要がなく、また取付けスペースも不要にできるので、安価にできるとともに小型化を図ることができる。
【００３３】
なお、トナー容器１０１から排出されるトナー量は、トナー容器１０１内のトナー残量の減少に伴って排出速度が低下する傾向にある。そこで、算出したトナー容器１０１内のトナー残量に応じて、連続的あるいは段階的に搬送スクリュー１０３の回転速度を変化させて排出速度を一定にすることで、トナー容器１０１のトナー残量が低下しても搬送スクリュー１０３を回転する時間を延長させることなくトナーに排出量を一定にさせるようにしてもよい。
【００３４】
また、トナーは周囲温度や湿度などにより、トナー容器１０１からホッパ１０８に供給される量およびホッパ１０８から現像装置２００に供給される量が変化することがあるので、環境の変化に応じて、ステップＳＰ３、ＳＰ８におけるステッピングモータ１３の駆動ステップ数を変化させてもよい。例えば、通常の環境時には、ステッピングモータ１３を１回の駆動で４８ステップ回転するようにし、湿度が著しく高いときには、１回の駆動で９６ステップ回転させるようにしてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態では、１個のステッピングモータ１３と、２個のワンウェイクラッチ１２２，１２７を用いて、ステッピングモータ１３が他方方向に回転したときには排出スクリュー１１０を回転させ、一方方向に回転したときには搬送スクリュー１０３を回転させるようにしたが、２個のワンウェイクラッチ１２２，１２７を用いることなく、それぞれを別個のステッピングモータで回転させるようにしてもよい。
【００３６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態のトナー供給装置のブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態のトナー供給装置を示す図である。
【図３】この発明の一実施形態のトナー供給装置におけるトナーを補給する動作を示すフローチャートである。
【図４】従来のトナー供給装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  トナー補給部、１１  制御部、１２  トナーコントロールセンサ、１３  ステッピングモータ、１４  メモリ、１５  表示部、１０１  トナー容器、１０２，１１５  開口、１０３  搬送スクリュー、１０４  軸、１０８  ホッパ、１０９  攪拌搬送部材、１１０  排出スクリュー、１１１，１１２，１１９，１２１，１２６  ギヤ、１２２，１２７  ワンウェイクラッチ。
【図１】
2007114429.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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